CHƢƠNG 4 TÍNH TỐN THIẾT BỊ
4. Tính tốn thiết bị lọc
Bảng 9. Thơng số của q trình lọc
Thơng số Đơn vị Tài liệu tham khảo
Hệ số tách loại R = 99% (32)
Kích thƣớc enzyme α - amylase
45 – 50 kDa (33)
Kích thƣớc lỗ lọc 30 kDa Chọn màng lọc 30kDa của hãng SynderFiltration để phù hợp với yêu cầu là cô đặc dịch enzyme α -
amylase. Vận tốc dịch lọc qua màng (Jv) Jv = 714L/h/m2 = 0,714 m3/h/m2 (32)
Hiệu suất quá trình H = 90% (34)
Thời gian lọc T = 5h
- Giả sử ta cho hệ số tách loại là 99%.
- Khối lƣợng phân tử của α- amylase vào khoảng 50 kDa. - Nồng độ enzyme đầu vào:
Cf = =
= 0.570 ( tấn/m
3
)
Thể tích dịng dung dịch đƣa vào q trình lọc là: Vf = 2358.4 m3/năm Chọn q trình lọc gián đoạn, ta có:
48
CfVf = CrVr + CpVp (2)
Trong đó:
Cf: Nồng độ dịng dung dịch đi vào hệ thống Vf: Thể tích dịng dung dịch đi vào hệ thống Cr: Nồng độ dịch khơng qua màng lọc Vr: Thể tích khơng đi qua màng lọc Cp: Nồng độ trong dịch lọc
Vp: Thể tích dịch lọc - Hiệu suất q trình là:
H= = 0.90 (3) Từ (1) ta có: 2358.4 = Vr + Vp Từ (2) ta có: 2358.4 x 0.570 = VrCr + VpCp ↔ 1344.288 = VrCr + VpCp (4) Từ (3) ta có: H = 0,90 => CrVr = 1209.8592 (tấn) Từ (4) ta có: VpCp = 1344.288 1209. 8529 = 134.4351 (tấn) Ta có, hệ số tách loại của màng lọc là: R= 99% → 0.99 =m 1 => Cp = 0.01Cr Từ (1), suy ra: Vf = Vr + Vp → Vf = + 1344.288 = +
49 1344.288 = + => Cr = 10.90 ( tấn/m3) Tƣơng tự ta tính đƣợc Cp = 0.01Cr => 0.109 ( tấn/m3) VpCp = 134.4351 ↔ Vp x 0.109 = 134.4351 => Vp = 1233.349 ( m3) VrCr = 1209. 8529 ↔ Vr x 10.90 = 1209.8529 => Vr = 110.996 (m3) Ta chọn thời gian lọc là t = 5(h) ↔ = 246.6698 (m3/h) Có Jv = 0.714 m3/h/m2 A = = = 345.47(m2)
Chọn màng lọc 30 kDa của hãng SynderFiltration để phù hợp với yêu cầu là cô đặc dịch.
Chọn loại màng phù hợp với lƣu lƣợng dòng đã tính tốn (246.6698 m3/h): Chọn màng lọc có đƣờng kính ống 10” với lƣu lƣợng lọc 246.6698 m3/h → Có diện tích màng lọc là 326 ft2 ≈ 30.28 m2(2.153 ft2 = 0.2 m2)
= 11.41 ( thiết bị )
→ Suy ra cần 12 ống lọc.
Kết luận: Đối với q trình lọc màng để cơ đặc α-amylase từ vi khuẩn Bacillus Subtilis sau khi ly tâm loại bỏ sinh khối ta lựa chọn:
• Thiết bị siêu lọc có màng lọc màng lọc 30 kDa của hãng SynderFiltration. • Thể tích cần lọc 2358.4 m3/năm.
• Diện tích màng lọc 30.28 m2
.
50 • Lƣu lƣợng dịng sau lọc Qp = 246.6698 m3/h. • Số ống lọc 12 ống.